1 前處理劑設(shè)計的原則

    鑒于數(shù)碼印花的特殊性，其前處理工藝應(yīng)考慮以下四個因素：(1)適當(dāng)控制墨水?dāng)U散潤濕程度(滲化程度)；(2)控制溶劑潤濕滲透過程的同時，還要控制溶質(zhì)擴散程度；(3)使纖維產(chǎn)生有效地膨化過程：(4)提高染料的固色率以及織物的色艷度和色深度。對于前兩點來說前處理液中需加入防滲化助劑�？椢锾幚砗螅�防滲化助劑可以在織物上形成一層連續(xù)性的薄膜．覆蓋在纖維的表面，封堵住纖維的毛細管。印花時，既可抑制墨水向織物的經(jīng)緯向滲化，防止墨水沿著纖維毛細管擴展．產(chǎn)生絮羽毛狀； 又可防止烘干或汽蒸時染料發(fā)生泳移，以確�；ㄐ洼喞�清晰度。此類防滲劑經(jīng)過水洗、皂洗，易被去除，不影響織物的手感。對于后兩點來說，需加入堿劑(固色劑)，使活性染料和纖維素纖維經(jīng)汽蒸反應(yīng)，兩者產(chǎn)生共價鍵結(jié)合，使染料固著在織物上，且保證染料有較好的固色率及良好的色艷度和色深度。最新研究表明，在活性染料墨水印花工藝中，采用染料生色與結(jié)構(gòu)生色兩者相結(jié)合的方法，符合產(chǎn)業(yè)化大生產(chǎn)要求，具有現(xiàn)實意義。

    2 染料生色與結(jié)構(gòu)生色理論簡述

    經(jīng)典的染料生色理論源白于十九世紀合成染料工業(yè)，當(dāng)時因由于人們對微觀世界的認識，染料生色的理論為經(jīng)驗式的總結(jié)。二十世紀后半葉以來，在量子力學(xué)的基礎(chǔ)上，染料生(發(fā))色理論得以闡明，從而使有機染料的生色、發(fā)色理論日臻完善，并以此來解釋和指導(dǎo)生產(chǎn)實踐。

    2．1量子力學(xué)理論與染料生色

    Huckel的分子軌道理論指出，分子軌道可以用原子軌道的線性組合來表示。染料所以能生色，其實可以歸結(jié)為有機染料共軛體系中Π電子的性質(zhì)。量子論認為：物質(zhì)中的電子具有不同的能級準位，電子在光的作用下，可以發(fā)生能級的躍遷，物質(zhì)顏色的產(chǎn)生，主要是可見光作用時，發(fā)生了

躍遷的結(jié)果。

    顏色科學(xué)是一門十分重要的學(xué)科，簡單地可以理解為可見光對人類視覺神經(jīng)產(chǎn)生的生理作用，即物理-生理作用的結(jié)果，顏色只是人們的視覺感受而已。從現(xiàn)有的知識來看，此理論就是施加在紡織品上的染料／顏料生色的基礎(chǔ)，但最新的研究表明單單吸收光譜形成的生色理論，并不能嚴格地、完整地界定紡織品上生色現(xiàn)象。

    2．2染料的結(jié)構(gòu)生色

    物質(zhì)顏色的產(chǎn)生，除了上述染料基于吸收光譜的生色理論，還有由色散、散射、干涉、衍射產(chǎn)生的選擇性反射的結(jié)果形成的結(jié)構(gòu)生色理論，這種生色機理歸屬于物理光學(xué)范疇，常有以下三態(tài)：

    ◆色彩艷麗，且隨方向強烈變化，色彩在直射光下可見，由衍射光柵生色；

    ◆色彩艷麗，且隨方向適度變化，主要有薄膜干涉生色；

    ◆色彩艷麗，且不隨方向變化而變化，主要由色散和散射作用生色。

    本實驗研究的前處理技術(shù)均以：染料生色理論與結(jié)構(gòu)生色理論三態(tài)之一為依據(jù)，目的在于將染料的“吸收生色”和“結(jié)構(gòu)生色”這兩者的關(guān)系協(xié)調(diào)好，找到它們之間的結(jié)合的關(guān)鍵點，并使該項技術(shù)能應(yīng)用于宏華VEGA高速導(dǎo)帶噴墨印花機的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，使活性染料墨水印花后，在紡織品上的生色、發(fā)色、固色產(chǎn)生協(xié)同增效效應(yīng)，期望達到最佳的印花效果。

    3 實驗內(nèi)容

    3．1實驗材料

    棉梭織平紋布，克重120g／m2

    3．2實驗儀器和設(shè)備

    表1實驗儀器設(shè)備的型號及制造單位

    3．3實驗用墨水、原料及助劑

    活性墨水(宏華自制)、小蘇打(工業(yè)級)、尿素(工業(yè)業(yè)級)、元明粉(工業(yè)業(yè)級)、防染鹽S(工業(yè)業(yè)級)、分散劑(宏華自制)、納米粉A、B、C、D(工業(yè)業(yè)業(yè)級)等。

    3．4實驗方法

    實驗的流程為：①將調(diào)制好備朋的漿料用120曰網(wǎng)，約1kg的壓力，手工業(yè)印2刀在白坯布的正面(帶漿量約80％左右)，烘干；②用宏華VEGA高速導(dǎo)帶噴墨印花機噴印活性染料墨水，烘干；③于102℃條件下，汽蒸15min；④水洗(冷水洗→溫水洗(40~50℃)→皂洗(95℃以上)→溫水洗(40~50℃)→冷水洗)；⑤烘干，測試顏色的色強度、對比手感等。

    3．4．1 前處理漿料的工藝參數(shù)和調(diào)漿工藝

    表2原始工藝和新工藝參數(shù)

    注：工藝1#2#分別是原始工藝和加入納米粉的新工藝；1#和3#是其他條件一致，對比不同糊料在棉織物上應(yīng)用。

    3．4．2 調(diào)漿工藝

    在容器中加入稱好的分散劑溶液，分別加入納米粉A／B／C／D高速攪拌30分鐘；再在攪拌條件下．加入糊料的固體粉末；在糊料變稠之前加入元明粉、防染鹽，攪拌至糊料基本溶脹，并沒有團狀顆粒；再加入尿素攪拌，最后加入小蘇打攪拌均勻，放置2小時后攪拌均勻即可使用。避免高溫，放置過夜效果更佳。(注：在加入小蘇打之前，務(wù)必確保漿桶的溫度低于45℃，否則溫度太高，小蘇打分解成碳酸鈉，使pH值升至10~10．5，影響發(fā)色。)

     3．4．3 上漿方式

    上漿方式一般有兩種即浸軋(軋余率80％~100％)和單面刮印(圓網(wǎng)、臺版)。帶漿量要求是上漿后手觸摸面料的反面，以漿料剛到面料的反面但不過為度，上漿量控制在70~80％左右為宜。

    3．5干濕摩擦牢度測試

    按照GB／T·3920—1997規(guī)定的測試方法測定耐摩擦色牢度。

    3．6 K／S值測試

    用思維士電腦測色儀測試每種顏色在最大吸收波長處的K／S值。

    4 結(jié)果與討論

    4．1糊料的確定

    表3表示的是其他條件一致的前提下，6種不同糊料組合在活性染料噴印棉織物上的各顏色色強度的情況。

    表3幾種糊料在棉織物上的應(yīng)用

    從表3看山，PS-14糊料的工藝的顏色最淺，PS-14是瓜耳豆膠類用于酸性染料印花，不適合活性染料。CMC顏色最深且亮，但CMC難清洗，表面又有泛白現(xiàn)象，不能單獨使用。DGT-6、DGT-7、海藻和DGT-6+海藻這四種糊料表現(xiàn)出的顏色相當(dāng)。DGT-6雨I DGT-7均為多組分新型糊料，各項應(yīng)用特性均優(yōu)于單一的糊料。最終選擇DGT-6+海藻的原因是其顏色鮮艷，清晰度良好，脫糊性好，易于清洗。而DOT-7更適用于真絲織物的高精細度噴墨印花。

    4．2上漿方式對著色的影響

    浸軋是將面料先浸入漿料中，然后經(jīng)軋輥施壓使?jié){料附著在織物表面并滲入到纖維內(nèi)部，以利于染料從織物表面向纖維內(nèi)部滲透；單面上漿是使將漿料在磁棒或刮刀的壓力下經(jīng)篩網(wǎng)壓涂于織物的表面，同時使55~70％的漿料滲入織物內(nèi)，所以相同粘度的糊料帶漿量一致時，單面上漿的顏色會比浸軋的顏色深。國內(nèi)外眾多研究者確認單面涂布或罩印方式上漿是提高得色量的可靠方法，并為生產(chǎn)實踐證實。

    4．3顏色色強度的測量

    選用本公司制備的專用于VEGA高速機噴印的活性染料墨水，含c、M、Y、K四色，在標準噴印條件一下，噴印至分別添加有(含A、B、C、D四種)具有不同程度結(jié)構(gòu)生色效果的納米材料的前處理劑(漿料)處理過的棉布上。經(jīng)生色、固色后的顏色色強度的變化情況，在思維士電腦測色儀上，按庫貝爾卡一蒙克方程式，對A、B、c、D四色分別以最人吸收波長時的K／S值米表示和確認顏色色強度的實際變化狀況，以判定A、B、c、D四種不同型號納米材料實際應(yīng)用效果，決定舍取。表4表示的是表2中1#原始工藝與2#新工藝的各顏色在最大吸收波長(λmax)處的色強度值(K／S值)，具體如下：

    表4原始工藝和4種新工藝在棉織物I-的K／s值和最大吸收波長

    從表4看出四種納米材料均有一定的增深作用，其中加納米材料A的工藝的增深作用最為明顯，尤其在紅黃黑上增深達4成。從該表可見青色增深效果不明顯，除納米材料A略好，其他三種幾乎沒有變化，分析可能因青色為酞菁結(jié)構(gòu)，分子量大，對反應(yīng)的溫濕度要求高。實驗所用的4種納米材料均依結(jié)構(gòu)生色原理選定，但從實驗數(shù)據(jù)看A型納米材料暫可列為首選者，納米材料C可列為第二位，初步結(jié)果表明，具有結(jié)構(gòu)生色作用的納米材料可提升活性染料的色強度。

    4．4耐摩擦牢度及手感

    表5原始工藝和4種新工藝的干濕摩攘牢度

    從表5看出加納米材料的新工藝對干濕摩擦牢度均無明顯的影響。該材料依據(jù)結(jié)構(gòu)生色原理既可提升顏色的色強度，發(fā)色后多余部分材料易于洗除，已定量附著在織物上的部分對牢度、手感并無明顯的影響。

    5 結(jié)論

    (1)制備的活性染料墨水，在VEGA高速機上的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用時，對織物前處理技術(shù)進行了較為深入的研究，認識到前處理技術(shù)在數(shù)碼印花工藝上的重要性，改變了以往認為前處理(上漿)技術(shù)與傳統(tǒng)印花并無大的差異的看法，今后仍需對數(shù)碼印花前處理(上漿)工藝的特殊性進一步研究。

    (2)以近年來國內(nèi)外學(xué)者在染整專業(yè)方面公開的最新理論為依據(jù)，如東華大學(xué)宋心遠教授的“結(jié)構(gòu)生色與染整加工”論文中所闡述的“結(jié)構(gòu)生色”理論，作為數(shù)碼印花前處理技術(shù)的研究的指導(dǎo)，選擇了能夠在不同程度上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)生色作用的四種納米材料，進行小試、中試和生產(chǎn)性應(yīng)用，取得較好的應(yīng)用效果。但我們的認識仍顯粗淺，對于同一納米材料在不同顏色中表現(xiàn)的差異應(yīng)如何解釋，仍需繼續(xù)學(xué)習(xí)和實踐。

    (3)針對酞菁結(jié)構(gòu)的青色活性染料，色強度如何進一步提升的問題，待進一步從理論至實踐再繼續(xù)探討研究，希望能有現(xiàn)實的解決辦法。

    來源: 印染在線